报告：科学家们看到了清洁能源“圣杯”的突破

科学家成功进行核聚变反应，获得净能量

一位熟悉该项目的消息人士向美国有线电视新闻网证实，有史以来第一次，美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火装置的科学家成功地产生了核聚变反应，从而产生了净能量增益。

预计美国能源部将于周二正式宣布这一突破。

该实验的结果将是数十年来寻求释放无限清洁能源以帮助结束对化石燃料的依赖的探索中迈出的重要一步。几十年来，研究人员一直试图重建核聚变——复制为太阳提供动力的聚变。

美国能源部周日宣布，美国能源部长詹妮弗格兰霍姆将于周二宣布一项“重大科学突破”。这一突破首先由英国《金融时报》报道。

当两个或更多原子融合成一个更大的原子时，就会发生核聚变，这一过程会产生大量能量作为热量。与为全世界提供电力的核裂变不同，它不会产生长寿命的放射性废物。

全球的科学家们一直在朝着突破一步步前进，使用不同的方法来尝试实现相同的目标。

国家点火设施项目通过所谓的“热核惯性聚变”从核聚变中产生能量。在实践中，美国科学家将含有氢燃料的颗粒发射到近 200 个激光器阵列中，基本上以每秒 50 次的速度产生一系列极快的重复爆炸。

从中子和 α 粒子收集的能量被提取为热量，而热量是产生能量的关键。

“它们通过用激光轰击外部来控制聚变反应，”剑桥大学工程系的聚变专家 Tony Roulstone 告诉 CNN。“他们加热外面；这会产生冲击波。”

尽管从核聚变中获得净能量收益是一件大事，但它发生的规模远小于为电网供电和供暖建筑物所需的规模。

伦敦帝国理工学院惯性聚变研究中心联合主任杰里米·奇滕登说：“这与煮沸 10 壶水所需的能量有关。” “为了把它变成一个发电站，我们需要在能源方面取得更大的收益——我们需要它大大增加。”

在英国，科学家们正在使用一种巨大的环形机器，该机器配备有称为托卡马克的巨型磁铁，试图产生相同的结果。

丢失的质量转化为巨大的能量。等离子体需要达到至少 1.5 亿摄氏度，比太阳核心温度高 10 倍。能够逃离等离子体的中子随后撞击衬在托卡马克壁上的“毯子”，它们的动能以热量的形式传递。然后，这些热量可用于加热水、产生蒸汽并驱动涡轮机发电。

去年，在牛津附近工作的科学家能够产生破纪录的持续能量。即便如此，也只持续了5秒。

无论是使用磁铁还是用激光发射小球，结果最终都是一样的：将原子融合在一起的过程所产生的热量是帮助产生能量的关键。

 
NIF 的靶室是神奇发生的地方——1 亿度的温度和极端的压力足以将靶压缩到密度高达铅密度 100 倍的地方

利用聚变能的一大挑战是维持它足够长的时间，以便它可以为全球的电网和供暖系统供电。

Chittenden 和 Roulstone 告诉 CNN，全球科学家现在必须努力大幅扩大他们的聚变项目，同时降低成本。使其在商业上可行将需要多年的更多研究。

“目前，我们为所做的每项实验都花费了大量的时间和金钱，”奇滕登说。“我们需要大幅降低成本。”

然而，奇滕登称核聚变的这一新篇章是“一个真正的突破性时刻，非常令人兴奋。”

Roulstone 说，要使核聚变能够以商业规模发电，还有很多工作要做。

“相反的论点是，这个结果与发电所需的实际能量增益相去甚远，”他说。“因此，我们可以说（它）是科学的成功，但距离提供有用的能源还有很长的路要走。”